DE2455850A1 - POWDER MIXTURE FOR THE MANUFACTURE OF ALLOY STEEL WITH A LOW OXIDIC INCLUSION CONTENT - Google Patents
POWDER MIXTURE FOR THE MANUFACTURE OF ALLOY STEEL WITH A LOW OXIDIC INCLUSION CONTENTInfo
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Description
2455850 Maxton · Maxton ■ Langmaack Patentanwälte2455850 Maxton · Maxton ■ Langmaack patent attorneys
Alfred Maxton sr. Alfred Maxton jr. Jürgen LangmaackAlfred Maxton sr. Alfred Maxton Jr. Jürgen Langmaack
5 Köln 515 Cologne 51
Tag: 25. H. 19.74Day: 25. H. 19.74
Anmelder : Höganäs AB, Fack, Höganäs 1, SchwedenApplicant: Höganäs AB, Fack, Höganäs 1, Sweden
Titel j Pulvermischung zur Herstellung von Legierungsstahl mit einem niedrigen Gehalt an, oxidischen EinschlüssenTitle j Powder mixture for the production of alloy steel with a low, oxidic content Inclusions
Unser Zeichen: 827 POur reference: 827 P.
Die vorliegende Erfindung betrifft Metallpulver zur Herstellung von Legierungsstahl und insbesondere von niedrig legiertem Stahl. Die Herstellung kann mittels konventioneller .pulvermetallurgischer Verfahren (Pressen und Sintern) oder mittels des sich entwickelnden Warmschmiedeverfahrens durchgeführt werden.The present invention relates to metal powders for manufacture of alloy steel and especially of low alloy steel. Production can be carried out using conventional powder metallurgy Process (pressing and sintering) or carried out by means of the evolving hot forging process will.
Im ersten Fall wird das Metallpulver in Formen zu Presslingen gepreßt, die der gewünschten Form des endgültigen»·Produkts sehr nahe kommen. Der Grünpreßling wird dann einer Wärmebehandlung unterworfen, bei der die Pulverteilchen zueasmen- In the first case, the metal powder is pressed into pellets in molds that come very close to the desired shape of the final product. The green compact is then subjected to a heat treatment in which the powder particles become
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sintern und der Preßling eine gute Festigkeit erhält. Auf diese Weise hergestellte Produkte besitzen eine bestimmte Porosität, die eine niedrige Dehnbarkeit und Zähigkeit bewirkt. Die Porosität, die von einem Material zum anderen beträchtlich variieren kann, jedoch üblicherweise 7 bis 20 Prozent pro Volumeraeinheit ausmacht, kann durch Verwendung der oben erwähnten Warmschmiedetechnik ausgeschaltet werden, wodurch die Dehnbarkeit und die Zähigkeit beträchtlich verbessert werden können. Die wichtigste Stufe beim Warmschmieden ist das Pressen des erwärmten vorgeformten Presslings in eine Form. Das Ergebnis des Warmschmiedens ist ein Körper mit voller Dichte.sinter and the compact receives a good strength. Products made in this way have a certain Porosity, which causes low ductility and toughness. The porosity that varies from one material to another can vary considerably, but usually 7 to 20 percent by volume, can by use the above-mentioned hot forging technique can be eliminated, whereby the ductility and the toughness are considerably improved can be. The most important stage in hot forging is pressing the heated preformed compact into a shape. The result of hot forging is a full-density body.
Bei der Herstellung von Stahlprodukten aus Metallpulver entsprechend der zuletzt genannten Technik haben jedoch oxidische Verunreinigungen, die in dem Pulver vorhanden sind, einen erheblich größeren schadenden Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften als bei Produkten, die in üblicher Weise gepreßt und gesintert wurden.In the manufacture of steel products from metal powder accordingly however, the latter technique has a significant impact on oxidic impurities present in the powder more damaging influence on the mechanical properties than in the case of products which are pressed in the usual way and were sintered.
Pulver zur Herstellung von Produkten aus derartigen Legierungsstählen können in zwei prinzipiell verschiedene Gruppen geteilt werden. Zunächst ist es möglich, verschiedene Pulver zu mischen, wobei jedes aus einem oder mehreren, jedoch nicht aus allen Legierungselementen des endgültigen Produkte besteht. Powders for the manufacture of products from such alloy steels can be divided into two fundamentally different groups. Initially, it is possible to mix different powders, each consisting of one or more, but not all, of the alloying elements of the final product.
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Zweitens ist ,es möglich, eine Schmelze zu zerstäuben, die genau die gewünschte Zusammensetzung des Endproduktes aufweist. Im letzteren Fall ist daher jedes Pulverteilchen homogen mit den gleichen Anteilen an Legierungselementen, wie sie in dem Endprodukt gewünscht.werden, legiert. Jedoch besitzt diese Legierungsmethode einige Nachteile, die sie in einigen Fällen direkt unbrauchbar machen.Second, it is possible to atomize a melt that has exactly the desired composition of the end product. In the latter case, each powder particle is therefore homogeneous alloyed with the same proportions of alloying elements as desired in the end product. However, this alloying method has some drawbacks that it has in in some cases render it directly unusable.
Einer der größten Nachteile besteht auf Grund der oxidischen Verunreinigungen in den Legierungspulvern. In der üblichsten und vom ökonomischen Standpunkt aus vollkommen überlegenen der Zerstäubungsverfahren, nämlich bei der Zerstäubung von Wasser werden einige der Pulverteilchen während des Zerstäubungsvorgangs oxidiert. Um die hierbei gebildeten Oxide zu reduzieren, wird das Pulver einer nächfolgenden Erwärmung in reduzierter Atmosphäre, das heißt in gecracktem Ammoniak unterworfen.One of the major drawbacks is due to the oxide impurities in the alloy powders. In the most common and completely superior from an economic point of view of the atomization process, namely in the atomization of water, some of the powder particles become during the atomization process oxidized. In order to reduce the oxides formed in the process, the powder is subjected to a subsequent heating in a reduced atmosphere, that is, subjected to cracked ammonia.
Das Erwärmen der Grünpreßlinge in reduzierter Atmosphäre vor der Warmformen gibt eine weitere Möglichkeit zum Reduzieren verbleibender Oxide in dem Pulver, da das Erwärmen bis zu einer höheren Temperatur als diejenige erfolgt, die zum Glühen des Pulvers verwendet wird. Mittels der gegenwärtigen Technik ist es möglich, im wesentlichen oxidfreies warmgeformtes Material unter der Voraussetzung herzustellen, daß das Stahlpulver nur LegierungseiLemente enthält, derenThe heating of the green compacts in a reduced atmosphere before thermoforming is another way to reduce remaining oxides in the powder, as the heating occurs up to a higher temperature than that which is used to glow the powder. By means of the present Engineering it is possible to produce substantially oxide-free thermoformed material provided that the steel powder contains only alloy elements whose
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Oxide relativ leicht reduziert werden können, d.h., daß sie eine freie Bildungsenergie mit einem absoluten Wert unterhalb
von 120 kcal/Mol O2 (502 kj/Mol O2) bei lß00° C besitzen.
Werte der freien Bildungsenergie für Oxide einiger Legierungselemente, die allgemein im Stahl vorhanden sind
und nach Kubaschewsky, 0. &■ Evan, L.L., Metallurgical
Thermochemistry, London 1956 berechnet wurden, sind in der
nachfolgenden Tabelle aufgeführt:Oxides can be reduced relatively easily, that is to say that they have a free energy of formation with an absolute value below 120 kcal / mol O 2 (502 kJ / mol O 2 ) at 100 ° C. Values of the free energy of formation for oxides of some alloying elements which are generally present in steel and according to Kubaschewsky, 0. & ■ Evan, LL, Metallurgical
Thermochemistry, London 1956 are listed in the table below:
Oxidoxide
Freie Bildungsenergie bei' 1000° C kcal/Mol Og" .. .> ·' kj/Mol 0g Free energy of formation at 1000 ° C kcal / mol Og "... > · ' Kj / mol 0 g
CuO2 - 37'- .-155CuO 2 - 37'-.-155
NiO - 57 -239NiO - 57-239
CoO . - 67 -.381CoO. - 67 -.381
MoO3 , - 67 -281MoO 3 , - 67 -281
FeO · - 86 -360FeO · - 86 -360
Cr2°3 -126 -528 Cr 2 ° 3 -126 -528
MnO ' -11^0 -586MnO '-11 ^ 0 -586
V2O3 ' -12*8 -619V 2 O 3 '-12 * 8 -619
SiO2 -156 . . -650SiO 2 -156. . -650
TiO2 -I65 -688TiO 2 -I65 -688
Al2O3 -203Al 2 O 3 -203
Oxide, die einen Absolutwert für die freie Bildungsenergie besitzten, der 120 kcal/Mol Og(5O2 kj/Mol O3) bei 1000° C übersteigt , werden überhaupt nicht oder unvollständig nachOxides which have an absolute value for the free energy of formation which exceeds 120 kcal / mol O g (5O2 kJ / mol O 3 ) at 1000 ° C., are not or only incompletely after
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der derzeitigen Technik reduziert. Dies bewirkt,daß oxidationserapfindliche
Elemente wie '.Cr Mni/iie vom ökonomischen,
als auch vom LegierungsStandpunkt aus sehr wünschenswert
sind, nur in sehr begrenztem Umfang als Legierungselemente in zerstäubten Stahlpulvern verwendet werden können. Dies
liegt daran, daß sie während der Zerstäubung Oxide bilden, die während der weiteren Bearbeitung nicht entfernt werden
können.the current technology reduced. This makes elements sensitive to oxidation such as Cr Mni / iie very desirable from an economic as well as an alloy standpoint
can only be used to a very limited extent as alloying elements in atomized steel powders. This is because they form oxides during sputtering that cannot be removed during further processing.
Im Endprodukt bewirken dann diese Oxide eine beträchtliche
Verschlechterung der Dehnbarkeit und Zähigkeit. Diese Eigenschaften
sind jedoch abhängig von der Größe der Oxideinschlüsse, wie durch Experimente festgestellt wurde. Bei
einem vorbestimmten gesamten . Sauerstoffgehalt im Endprodukt
weist das Material beträchtlich verschlechterte mechanische Eigenschaften auf, wenn der Sauerstoff in Form
von groben Verunreinigungen vorhanden ist, wenn es mit Material verglichen wird, bei dem die oxidischen Verunreinigungen
klein, dafür jedoch zahlreicher sind. Die kritische Größe der Oxideinschlüsse, oberhalb derer sie eine starke
Verschlechterung der Materialeigenschaften bewirken, liegt, zwischen 20jum und 100 um.In the end product, these oxides then cause a considerable deterioration in ductility and toughness. However, these properties are dependent on the size of the oxide inclusions, as has been established through experiments. at
a predetermined total. Oxygen content in the final product, the material exhibits considerably deteriorated mechanical properties when the oxygen is in the form
of gross impurities when compared to material in which the oxide impurities are small but more numerous. The critical size of the oxide inclusions, above which they cause a severe deterioration in the material properties, is between 20 μm and 100 μm.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben
genannten Schwierigkeiten mittels einer, geeigneten Pulvermischung
zu vermeiden,
+/und , .The object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned difficulties by means of a suitable powder mixture,
+ / and,.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß der Metallpulveranteil aus einer Mischung von zwei Pulvern, nämlich einem ersten zerstäubten vorlegierten Stahlpulver und einem zweiten nicht verstäubten Legierungspulver besteht, das durch Pulverisieren einer verfestigten Schmelze hergestellt wurde. Die Legierungselemente werden derart verteilt, daß Elemente, deren Oxide leicht reduzierbar sind·(vorzugsweise Nickel, Kupfer, Molybdän und/oder Kobalt) im wesentlichen in das zerstäubte vorlegierte Stahlpulver eingebracht sind, während die oxidationsempfindlichen Elemente (vorzugsweise Chrom, Mangan) in das fein pulverisierte Pulver eingebracht sind. Dies gilt nicht für Kohlenstoff, der im wesentlichen als Graphit in Mengen bis zu 1% der Pulvermischung oder als ein Legierungselement dem fein pulverisierten Legierungspulver in einer Menge von höchstens 10$ dieses Pulvers zugefügt wird. Sowohl hier als auch im folgenden wird.unter Prozent immer Gew.-Prozent verstanden.The basic idea of the invention is that the metal powder component consists of a mixture of two powders, namely a first atomized pre-alloyed steel powder and a second non-atomized alloy powder which was produced by pulverizing a solidified melt. The alloying elements are distributed in such a way that elements whose oxides are easily reducible (preferably nickel, copper, molybdenum and / or cobalt) are essentially incorporated into the atomized pre-alloyed steel powder, while the oxidation-sensitive elements (preferably chromium, manganese) are incorporated into the fine powdered powders are introduced. This does not apply to carbon which is added essentially as graphite in amounts of up to 1% of the powder mixture or as an alloying element to the finely pulverized alloy powder in an amount of not more than 10% of this powder. Both here and in the following, percent is always understood to be percent by weight.
Das zerstäubte vorlegierte Pulver wird durch Schmelzen von Eisen und 0,2 bis 10$ Legierungselementen hergestellt, deren Oxide einen Absolutwert für die freie Bildungsenergie unterhalb von 120 kcal/Mol Og (502 Rj/Mol 0g) bei 1000° C besitzten, wonach eine Wasserzerstäubung der Schmelze und schließlich ein Glühen in reduzierter Atmosphäre (geeigneterw-eise in gecrackte& Ammoniak) erfolgt* AbhängigThe atomized pre-alloyed powder is produced by melting iron and 0.2 to 10 $ alloy elements, the oxides of which have an absolute value for the free energy of formation below 120 kcal / mol Og (502 Rj / mol 0 g ) at 1000 ° C, after which a Water atomization of the melt and finally an annealing in a reduced atmosphere (suitably in cracked ammonia) takes place * Depending
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WT. fc WT. fc
von der Oualität des Eisenrohinaterials kann das zerstäubte vorlegierte Pulver bis zu O,k% Zusatzelemente enthalten, deren Oxide einen absoluten Wert für die freie Bildungsenergie oberhalb von 120 kcal/Mol Og (502 kj/Mol Og) bei 1000° C besitzen. Der Anteil derartiger Zusatzelemente, deren Oxide ■ einen Absolutwert für die freie Bildungsenergie oberhalb von 150 kcal/Mol O0 (627 kj/Mol 0„) bei 1000° C besitzen, sollte 0,1$ nicht übersteigen. Insbesondere sollte der Anteil an Silicium, Titan und Aluminium 0,0it^, 0,03$ bzw. . 0,03$ nicht übersteigen. Das Pulver sollte eine solche Teilchengrößenverteilung aufweisen, daß .. mehr als <$0% und vorzugsweise mehr als 97$ des Pulvers ein Sieb passiert, das eine Maschenweite von.l75j*m aufweist (80 Tyler mesh j Verfahren zur Siebanalyse von körnigen Metallpulvern, .MPIF Standard 5—J+6, Metal Powder Industries Federation, New York, USA).Depending on the quality of the raw iron material, the atomized pre-alloyed powder can contain up to 0.2 k% of additional elements, the oxides of which have an absolute value for the free energy of formation above 120 kcal / mol Og (502 kJ / mol Og) at 1000 ° C. The proportion of such additional elements, the oxides of which have an absolute value for the free energy of formation above 150 kcal / mol O 0 (627 kJ / mol O 2) at 1000 ° C., should not exceed 0.1 $. In particular, the proportion of silicon, titanium and aluminum should be 0.0it ^, $ 0.03 and. Do not exceed $ 0.03. The powder should have a particle size distribution such that more than <$ 0% and preferably more than 97% of the powder passes through a sieve with a mesh size of 175 μm (80 Tyler mesh method for the sieve analysis of granular metal powders,. MPIF Standard 5- J + 6, Metal Powder Industries Federation, New York, USA).
Andere Legierungselemente, deren Oxide einen Absolutwert für die freie Bildungsenergie besitzen, der 120 kcal/Mol Og (502 kj/Mol Og) bei 1000° C übersteigt, werden möglicherweise unter Zusatz von höchstens 75 %t vorzugsweise höchstens 50$ Eisen und/oder anderen Metallen mit leicht reduzierbaren Oxiden und Kohlenstoff geschmolzen und vergossen. Der Block wird zerkleinert und zu einem feinen Legierungspulver pulverisiert. Der Gesamtanteil der Elemente, deren Oxide einenOther alloying elements, the oxides of which have an absolute value for the free energy of formation that exceeds 120 kcal / mol Og (502 kj / mol Og) at 1000 ° C, are possibly with the addition of at most 75 % t, preferably at most 50 $ iron and / or others Metals with easily reducible oxides and carbon melted and cast. The ingot is crushed and pulverized into a fine alloy powder. The total proportion of elements whose oxides form one
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Absolutwert für die freie Bildungsenergie besitzen, der 150 kcal/Mol O2(627 kJ/Mol Og) bei 1000° C übersteigt, sollte nicht höher als 1% in dem feinpulverisierten Legierungspulver sein.Having the absolute value of the formation free energy exceeding 150 kcal / mol O 2 (627 kJ / mol Og) at 1000 ° C should not be higher than 1% in the finely pulverized alloy powder.
Die beiden Komponenten werden anschließend in Verhältnissen von 80 bis 99# zerstäubtem vorlegüertem Pulver und 20 bis 1% feinpulverisiertem Legierungspulver gemischt.' Eine auf diese Weise hergestellte Pulvermischung ergibt .ein Material, das nur kleine und wenige Oxidteilchen aufweist, wie das folgende Beispiel zeigt»The two components are then mixed in proportions of 80 to 99 # atomized pre-alloy powder and 20 to 1% finely pulverized alloy powder. A powder mixture produced in this way results in a material that has only small and few oxide particles, as the following example shows »
Zwei Pulver wurden hergestellt, eines durch Zerstäuben mittels Wassers und anschließendes Glühen in gecracktem Ammoniak (A), das andere durch Mischen von feinem Eisehlegierungsgrundpulver und durch wasserverstüubtes Molybdänlegiertes Stahlpulver (B). Die beiden Pulver (A)^(B) besaßen die Zusammensetzung 1% Mn, 1% Cr, 0,5$ Mo,Rest Fe. Das Eisenlegierungspulver im Pulver (B) besaß die Zusammensetzung 25$ Mn, 25# Cr, 7# C, Rest Fe und eine mittlere Teilchengröße von l^un nach Fischer (Verfahren zur Bestimmung der mittleren Teilchengröße von Metallpulver durch den Fischer eub-sieve sizer, MPIF Standard 32-60, Metal PowderTwo powders were prepared, one by atomizing it with water and then calcining it in cracked ammonia (A), the other by mixing fine iron alloy base powder and water-atomized molybdenum alloy steel powder (B). The two powders (A) ^ (B) had the composition 1% Mn, 1% Cr, 0.5 $ Mo, the remainder Fe. The iron alloy powder in powder (B) had the composition 25 $ Mn, 25 # Cr, 7 # C, remainder Fe and a mean particle size of 1 ^ un according to Fischer (method for determining the mean particle size of metal powder by the Fischer eub-sieve sizer , MPIF Standard 32-60, Metal Powder
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Industries Federation, New York, USA),In beiden Fällen wurde< Graphit in einer solchen Menge zugefügt, daß der Kohlenstoffgehalt des Pulvers 0,5$ betrug.Industries Federation, New York, USA), In both cases < Graphite added in such an amount that the carbon content of the powder was $ 0.5.
Grünpreßlinge in Form von Zylindern mit 25mm Durchmesser und 30mm Länge wurden aus den beiden Pulvern gepreßt. Die Preßlinge wurden erhitzt, eine Gruppe auf 1120° C und eine andere auf 1200° G in einer Wasserstoffgasatmosphäre nut einem Taupunkt von Minus 20° C und bei diesen Temperaturen 30min gehalten. Die Preßlinge wurden aus dem Ofe'n schnell in eine Form gebracht, in der die Zylinder- bei erhöhten Temperaturen zur vollen Dichte gepreßt wurden.Green compacts in the form of cylinders with a diameter of 25mm and 30mm in length were pressed from the two powders. The compacts were heated, one group to 1120 ° C and one others to 1200 ° G in a hydrogen gas atmosphere nut a dew point of minus 20 ° C and at these temperatures Held for 30min. The pellets came out of the oven quickly brought into a form in which the cylinders were pressed to full density at elevated temperatures.
Um den Gehalt an Oxideinschlüssen zu bestimmen, wurden die Zylinder bezüglich des gesamten Sauerstoffgehalts analysiert, Weiter wurde die Zahl der Oxideinschlüsse, die ein lineare Abmessung in irgend-einer Richtung größer als lOOum besaßen, an einer Querschnittsfläche jedes Zylinders gezählt. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:In order to determine the content of oxide inclusions, the Cylinder analyzed for total oxygen content, Furthermore, the number of oxide inclusions which had a linear dimension in any direction greater than 100 µm was counted on a cross-sectional area of each cylinder. The result is shown in the following table:
Temp. Material Sauerstoffgehalt Zahl der Oxidein-Temp. Material oxygen content number of oxide
schlüsseconclusions
°C % 100 yum/cm3 ° C % 100 yum / cm 3
1120 A - 0,54 1161120 A - 0.54 116
B 0,20 10B 0.20 10
1200 A 0,23 *· V71200 A 0.23 * V7
B 0,06 3B 0.06 3
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Dieses Beispiel zeigt die Vorteilhaftigkeit der vorliegenden Erfindung, wenn Cr und Mn, deren Oxide eine freie Bildungsenergie von -126 bzw.-li+O kcal/Mol Op (-528 und -586 kj/Mol O2) bei 1000° C besitzen, als feinpülverisierte Eisenlegierung (Pulver B) zugefügt werden, besitzt das warmgeformte Produkt einen beträchtlich niedrigeren Sauerstoffgehalt und eine niedrigere Anzahl von großen Einschlüssen als in dem Falle, indem Chrom und Mangan bereits dem zerstäubten Stahlpulver zulegiert waren(Pulver A).This example shows the advantages of the present invention when Cr and Mn, the oxides of which have a free energy of formation of -126 or -li + O kcal / mol Op (-528 and -586 kj / mol O 2 ) at 1000 ° C, are added as finely powdered iron alloy (powder B), the thermoformed product has a considerably lower oxygen content and a lower number of large inclusions than in the case where chromium and manganese were already alloyed to the atomized steel powder (powder A).
Zusätzlich zu einem niedrigen Gehalt an Einschlüssen ist es wie oben erwähnt wünschenswert, daß die Legierungselemente in einem großen Maß homogen in dem endgültigen Produkt verteilt sind. Zu diesem Zweck muß die Komponente der Mischung, die die oxidationsempfindlichen Legierungselemente enthält, erfindungsgemäß zu einer kleinen Teilchengröße pulverisiert werden. Dies wird im folgenden Beispiel näher erläutert.As mentioned above, in addition to having a low inclusion content, it is desirable that the alloying elements are homogeneously distributed to a large extent in the final product. For this purpose the component of the Mixture containing the oxidation-sensitive alloying elements according to the invention to a small particle size be pulverized. This is explained in more detail in the following example.
Drei Pulvermischungen wurden ,hergestellt, die sämtlich die Zusammensetzung 1% Chrom, 2% Nickel und 0,5$ Molybdän, Rest Eisen besaßen. Bei allen Mischungen bestanden die Komponenten aua waseerzerstäubtera vorlegiertem Stahlpulver mit 2% Nickel und 0,5% Molybdän und Ferrochrompulver mit k5 % Chrom und 0,355 Kohlenetoff. Im ersten Fall (CJl -hatte dasThree powder mixtures were prepared, all of which had the composition 1% chromium, 2% nickel and $ 0.5 molybdenum, the remainder being iron. In all mixtures, the components consisted of water atomized steel powder with 2% nickel and 0.5% molybdenum and ferrochrome powder with 5% chromium and 0.355 carbon. In the first case (CJl -had that
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Ferrochrompulver eine mittlere Teilchengröße nach Fischer von 33)um, im zweiten Fall (D) ZOjm. und im dritten Fall (E) Imm. Vor dem Zusammenpressen wurden o,5$ Graphitpulver und 0,8$ Zinkstearat in die drei Pulver gemischt. Diese wurden dann zu Zylindern zusammengepreßt, die bei 1120° C in teilweise verbranntem Propan mit einem Taupunkt von ' '3C1 erhitzt und dann in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise warmgeformt wurden. Die Zylinder wurden in zwei Hälften geschnitten und die Schnittflächen geschliffen und poliert. Der Chromgehalt wurde an verschiedenen Punkten der Schnitt-Ferrochromium powder has an average particle size according to Fischer of 33 μm, in the second case (D) ZOjm. and in the third case (E) Imm. Before compression, 0.5 $ graphite powder and 0.8 $ zinc stearate were mixed into the three powders. These were then pressed together into cylinders, which were heated at 1120 ° C in partially burned propane with a dew point of 3C 1 and then thermoformed in the manner described in Example 1. The cylinders were cut in half and the cut surfaces ground and polished. The chromium content was determined at different points of the cutting
fläche mittels einer Mikrosonde gemessen. Der VariationskoefiELzient (CY) für diese Daten wurde als Standardabweichung in Prozent der mittleren Konzentration berechnet. CV ist ein Maß für die Heterogenität des Materials. Material aus dem Pulver C hatte einen CV-Wert von 175$. Für Pulver D ergab sich ein GV-Wert von 135$und für Pulver E von k5%· Bei einer Heterogenität entsprechend einem CV-Wert von 150$ existiert der die Härtbarkeit verbessernde Effekt des Chroms fast nicht, d.h., daß der Zusatz von Chrom im Pulver C keinen Wert besitzt, wohingegen Pulver G und insbesondere Pulver E ein Material ergab, bei dem die Härtbarkeit durch Zusatz von Chrom verbessert wurde.area measured using a microprobe. The coefficient of variation (CY) for these data was calculated as the standard deviation in percent of the mean concentration. CV is a measure of the heterogeneity of the material. Material made from Powder C had a CV of $ 175. For powder D a GV value of $ 135 and for powder E of k5%. With a heterogeneity corresponding to a CV value of $ 150, the hardenability-improving effect of chromium almost does not exist, ie the addition of chromium in the Powder C has no value, whereas Powder G and particularly Powder E gave a material in which the hardenability was improved by adding chromium.
Aus den obigen Beispielen wird der Vorteil des Zusetzens dieser Komponente offensichtlich,"did oxidationsempfindliche Legierungselemente in einem ' feinpulverisierten Zu- From the above examples, the advantage of adding this component is evident, "did oxidation-sensitive alloying elements in a 'finely powdered addition-
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stand enthält. Die Pulverteilchen hatten eine mittlere Größe nach Fischer unterhalb von 20iim. Das Beispiel zeigtstand contains. The powder particles had a mean Fischer size below 20 µm. The example shows
ifif
ferner, daß es noch vorteilhafter ist, wenn die mittlere. Teilchengröße kleiner alsalso that it is even more advantageous if the middle. Particle size smaller than
Natürlich ist es wichtig, daß das oben beschriebene Pulver nach dem Mischvorgang nicht aussaigert. Aussaigerungsmöglichkeiten treten während des Transports des Pulvers vom Mischer zum Verbraucher und während des Einbringens in die Pulverpresse auf. Ein Weg zur Verringerung der Gßfahv des Aussaigerns besteht im Zufügen von 50 bis 200 Gramm eines leichten Mineralöls pro Tonne Pulver und zwar kontinuierlich während des Füllens des Mischers. Hierdurch werden die feinen Bestandteile dazu gebracht, an den grqberen Stahlteilchen zu kleben.Of course, it is important that the powder described above not ooze out after mixing. Sucking out possibilities occur during the transport of the powder from the mixer to the consumer and during the introduction into the powder press. One way to reduce the leakage rate is to add 50 to 200 grams of a light mineral oil per ton of powder continuously while the mixer is being filled. This causes the fine components to stick to the coarser steel particles.
Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird erreicht, wenn die Mischung einer Wärmebehandlung bei 65O bis . .9000C für eine Zeit von 15min bis 2h in reduzierter Atmosphäre mit nachfolgenden Vorsichtsmaßnahmen beim Zerfall des gebildeten Kuchens unterworfen wird. Durch diese Behandlung werden die feinpulverisierten Legierungspulverteilchen an die Stahlpulverteilchen gesintert, wodurch wirksam .einer Aussaigerung entgegengewirkt wird. Diese Vorbeugungssinterbehandlung kann auch bei Pulvern angewendet werden, zu denen in der oben genannten Weise öl zugefügt wurde, das A further improvement in this regard is achieved if the mixture is subjected to a heat treatment at 65O to. .900 0 C for a time of 15min to 2h in a reduced atmosphere with the following precautionary measures in the disintegration of the cake is subjected. As a result of this treatment, the finely pulverized alloy powder particles are sintered onto the steel powder particles, which effectively counteracts seepage. This preventive sintering treatment can also be applied to powders to which oil has been added in the above-mentioned manner
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gleiche gilt für Pulver, denen kein Öl.zugefügt wurde.the same applies to powders to which no oil has been added.
In den Fällen, in denen die Pulvermischung einen niedrigen Anteil an feinpulveriaiertem Legierungspulver aufweist, kann dieses vorzugsweise mit nur einem Teil des Stahlpulvers gemischt werden, um ein Konzentrat zu bilden. Dieses Konzentrat wird dann einer der oben beschriebenen Maßnahmen zum Vermindern der Gefahr des Aussaigerns unterworfen. Schließlich wird das Konzentrat mit einer solchen Menge an Stahlpulver gemischt, daß die gewünschte Zusammensetzung erreicht wird.In those cases in which the powder mixture has a low proportion of finely powdered alloy powder, this can preferably be mixed with only part of the steel powder to form a concentrate. This The concentrate is then subjected to one of the measures described above to reduce the risk of leaking out. Finally, the concentrate is mixed with such an amount of steel powder that the desired composition is achieved will.
Zusätzlich zu den aufgeführten Komponenten können die Mischungen ein geeignetes Schmiermittel, beispielsweise Zinkstearat enthalten. Dieser Schmiermittelzusatz sollte ein Prozent nicht übersteigen.In addition to the components listed, the Mixtures contain a suitable lubricant, for example zinc stearate. This lubricant additive should do not exceed one percent.
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